Способ автоматического управления работой барабанного вакуум-фильтра

(2 (2 ет быт ромышп ффекти а, Спо оматич чающеи врасходака в зав в вакуум та, соде пульпе с целевого чики 5, датчики продукта ки 10, 1 18, сумм механизм посо- рабоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 3920699/23-262) 01.07.85(56) Авторское свидетельство СССРВ 167821, кл. В 01 П 25/24, 1963.Авторское свидетельство СССРУ 1044704, кл, В 01 П 37/00, 1978,Авторское свидетельство СССРФ 451449, кл, В 01 П 37/04, 1972,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ БАРАБАННОГО ВАКУУМФИЛЬТРА(57) Изобретение относится к сбу автоматического управлениятой барабанного вакуум-фильтра, мо использовано в химическои нности и позволяет повысить ность работы вакуум-фнльтоб реализуется системой авского регулирования, вклюсебя контур регулирования жидкости на промывку осадисимости от расхода пульпы -фильтр 1, расхода фильтра- ржания целевого продукта в коррекцией по содержанию продукта в фильтрате (дат расхода воды и пульпы, 8, 9 содержания целевого в пульпе и фильтрате),бло умножения, усилители 17, атор 19 и исполнительный 20. 1 ил., 5 табл.Изобретение относится к способамуправления физико-химическими процессами, в частности процессомфильтрации, и может быть использовано в химической и смежных отраслях промьппленности.Целью изобретения является повышение эффективности работы вакуумфильтра.На чертеже представлена принципиальная схема системы управления,реализующей предлагаемый способ.Способ осуществляют следующимобразом.Барабанный вакуум-фильтр 1 снабжен корытом 2, срезающим ножом 3и жиклером 4 подачи промывочнойжидкости. С помощью датчиков 5-7измеряют расходы соответственно промывочной жидкости, пульпы и фильтра"та, а с помощью датчиков 8 и 9 -содержание целевого продукта соответственно в пульпе и Фильтрате.Сигналы расхода пульпы в корыто2, измеренного датчиком 6 (сигналА), и содержания в ней целевого продукта,измереннного датчиком 8 (сигнал К ), подают на блок 10 умножения, выходной сигнал КА котброгопредставляет собой величину целево- .го продукта, поступающего на Фильтрование с потоком пульпы.В процессе работы на фильтровальной поверхности барабанного вакуумФильтра 1 образуется осадок фильтрования, который перед удалением егоножом 3 непрерывно промывают водойчерез жиклер 4, снижая тем самым содержание целевого продукта в шпаме,при этом промывочная вода и вымытыйею целевой продукт поступают в фильтрат,Сигналы расхода разбавленногопромывочной жидкостью фильтрата, измеренного датчиком 7 (сигнал В), исодержания в нем целевого продукта,измеренного датчиком 9 (сигнал 1 ),подают на блок 11 умножения, выходной сигналВ которого представляет собой величину целевого продукта,выходящего из узла фильтрования с .потоком фильтрата.Количество целевого продукта, удаляемого со шпамом, находят как разницу между поступающим ( АА) на фильтрование с потоком пульпы и выходящим ( В) с потоком фильтрата целевым продуктом с помощью инвер 1281286 В оптимальном режиме, когда за,траты на удаление воды из Фильтрата и затраты, обусловленные потерями целевого продукта со шпамом, в сумме представляют минимальную величину, т.е, К (ЮА - ф В) = К С, себестоимость целевого продукта имеет также минимальное значение, а поло 1= КА 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 тора 12, на вход которого подаютсигналВ с выхода блока 11 умножения, и сумматора 13, на первыйвход которого подают сигналВс выхода инвертора 12, а на второй -сигнал К, А с выхода блока 10 умножения,Выходной сигнал ( А А -В) сумматора 13 подают на усилитель 14,коэффициент усиления К которогосоответствует стоимости целевогопродукта. Выходной сигнал К ( К А -В ) усилителя 14 представляет собой стоимость всего целевого продукта, направляемого со шламом на уничтожение (потери).Величину потока промывочной водызамеряют датчиком 5 и полученныйсигнал С подают на инвертирующийусилитель 15, коэффициент усиленияК которого соответствует стоимостивйпарки из Фильтрата единицы объемаводы. Выходной сигнал (-К С) инвер 2тирующего усилителя 15, представляющий собой стоимость удаления из фильтрата всей промывочной воды, подаютна первый вход сумматора 16, а навторой вход - сигнал К (АК -ЯВ )с выхода усилителя 14. На сумматоре16 осуществляют сравнение затрат,обусловленных необходимостью удаленияводы из фильтрата с одной стороны ипотерями целевого продукта со шламомс другой, и с помощью усилителей 17и 18 и сумматором 19 формируют сигнал1 = К А+ К (ОА -ЯВ) - КСКзуправления клапаном 20 подачи про=мывочной воды, где Ко - коэффициентусиления усилителя 17, определяющийположение клапана 20 при оптимальном режиме для данной производительности А вакуум-фильтра по пульпе;К - коэффициент усиления усилителя18, определяющий коэффициент отрицательной обратной связи по рассогласованию затрат. жение клапана 20 подачи воды на промывку определяется выражениемЕсли в результате внешних возмущений (изменение содержания в пульпе химикатов, целевого продукта или нагрузки вакуум-фильтра) количество подаваемой на промывку воды становится недостаточным, то содержание целевого продукта в:шламе также возрастает, при этом реализация неравенства К (КА -1 В) - К С ( 012 приводит к увеличению сигнала 1 уп равления клапаном 20 подачи промывочной воды.При избыточной подаче воды реализация неравенства К ЫА -В)К С ( 0 вызывает уменьшение сиггнала 1 и соответственно приводит к закрытию клапана 20.Таким образом, обеспечивается автоматическое управление работой барабанного вакуум-фильтра путем регулирования подачи промывочной жидкости (воды) по критерию прибыли,что позволяет ,поддерживать сумму затрат по выделению целевого продукта на минимальном уровне и получить минимальную стоимость целевого продукта.П р и м е р 1. Проводят фильтрование 75%-ного водного раствора капролактама от двуокиси марганца на барабанном вакуум-фильтре с фильтро перлитом. Состав пульпы: капролактам 74,4 мас.%., вода 25,2 мас.%, двуокись марганца О, 1 мас.%, примесные продукты 0,3 мас.%Расход пульпы в корыто вакуум-Фильтра 3690 кг/ч (20% 35 максимального). В процессе работы вакуум-фильтра изменяют расход промывочной воды и замеряют влажность шлама и содержание в нем капролактама. Полученные данные используют для 40 расчета затрат, обусловленных потерями капролактама со шламом,и затрат, обусловленных необходимостью удаления введенной в фильтрат в процессе фильтрования воды. Стоимость 45 капролактама 1260 руб/т, стоимость удаления из фильтрата воды 18 руб/тРезультаты расчетов сведены в табл. 1.50Как видно из табл. 1, увеличение количества промывочной воды более 200 л/ч не приводит к заметному снижению содержания капролактама в пшаме, но увеличивает затраты на вьптарку воды на последующих стадиях, в результате чего приведенные затраты возрастают с 3, 17 руб/т до 8,05 руб/т, т.е, почти на 5 руб/т,При производстве капролактама мощностью 80000 т в год затраты возрастают на 400 тыс. руб, в год.П р и м е р 2. Условия фильтрования соответствуют условиям примера 1, кроме расхода пульпы, составляющего 7380 кг/ч (40% максимального).Результаты сведены в табл. 2,Минимальные затраты соответствуютрасходу промывочной воды от 200 до400 л/ч.П р и м е р 3. Расход пульпы -11070 кг/ч (60% максимального). Результаты сведены в табл, 3,Минимальные затраты соответствуютрасходу промывочной воды порядка500 л/ч.П р и м е р 4. Расход пульпы14760 кг/ч (80% максимально). Результаты сведены в табл. 4.Минимальные затраты соответствуютрасходу промывочной воды порядка550-600 л/ч,П р и м е р 5. Расход пульпы18450 кг/ч (100%). Результаты сведены в табл, 5.Минимальные затраты соответствуютрасходу промывочной воды порядка800-900 л/ч.Таким образом, при изменении нагрузки фильтра от 20 до 100% максимальной нагрузки для поддержанияминимальной себестоимости капролактама расход промывочной воды необходимо изменять от 50-100 до 900-950 л/ч,Ф о р м у л а изобретенияСпособ автоматического управления работой барабанного вакуум-фильтра путем регулирования расхода жидкости на промывку осадка, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повВппения эффективности работы вакуум- фильтра, дополнительно измеряют расход пульпы в вакуум-фильтр, расход фильтрата и содержания целевого продукта в пульпе и фильтрате и корректируют расход жидкости на промывку осадка по следующей зависимости:Е =К А + К(АА -Я В) - КС КЛ ,где 1 - сигнал управления расходом жидкости;К) - коэффициент усиления;5К К К-стоимостные коэффициенты;зф зА - расход пульпы в вакуумфильтр;В - расход фильтрата;С - расход промывочной жидкости,1281286 Таблица 1 СтоимостьудалеПриведенные затраты на 1 т Суммарные заКоличестСтоимость потерь капро- лактаРасход промы- вочной одержание капролак тама в шламе во воды кг/чводы, руб/ч ма,руб/ч 50,4 40,0 160 17,4 200 3,0 13,8 13, 1 365 11,6 550 10,5 750 400 6,6 10,4 9,9 600 9,2 8,3 12, 58 800 9,7 950 7,7 11,67 1000 57,26 13,33 12,42 11,52 11,21 10,91 Содержание капролактама в шпаме 60,43 20,91 15, 76 13,94 5,5 175 5,2 375 4,8 575 4,7 775 К - содержание целевого продукта в пульпе;- содержание целевого продукта в фильтрате. Суммар Привеные за денные траты, затраруб/ч ты на1 т, руб/т 50.,4 9, 18 20,4 3,72 19,7 3,59 21,5 3,92 24,0 4,73 26,8 4,881281286 Расход промывочной Стоимость потерь капро- лактаКоличестСтои- мость Суммарные заво воды, кг/ч удаления траты, руб/ч кг/ч мас.7 воды,л/ч,Таблица 5 Стои- мость КоличестСуммарные заСтои- мость Содержание капролактама в шламе Расход промы- вочной во воды кг/чЗаказ 7182/6 Тираж 655 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 64, 25 25,45 418,40 15,85 52,9 100 37,8 290 32,8 485 27,7 680 25,2 880 Приведенныезатраты на1 т,руб/т